Vilka typer av biomassa kan användas i en 30 ton förgasare?

Med den växande globala efterfrågan på hållbara energilösningar får biomassaförgasningstekniken mer och mer uppmärksamhet som ett effektivt sätt att omvandla organiskt avfall och förnybara resurser till ren energi. Förgasningsprocessen är att omvandla biomassa till brännbar syntesgas (syngas) rik på kolmonoxid (CO), väte (H2) och en liten mängd metan (CH4) genom hög temperaturpyrolys och oxidationsreaktioner under begränsade eller inga syreförhållanden. Denna syntesgas kan användas för kraftproduktion, värmeförsörjning och ännu ytterligare syntes av flytande bränslen eller kemikalier.

För ett storskaligt förgasningssystem med en bearbetningskapacitet på 30 ton/dag är det nyckeln till att välja rätt biomassa råmaterial (dvs. "biomassbränsle" eller "biomassmaterial") nyckeln till att säkerställa effektiv och stabil drift av systemet. Olika typer av biomassa har olika fysiska och kemiska egenskaper, vilket direkt kommer att påverka förgasarens prestanda, utbytet och kvaliteten på syntesgasen och ekonomin i hela systemet.

1. Woody biomassa

Woody biomassa är en av de vanligaste och allmänt använda förgasningsbränslena, med fördelarna med relativt enhetlig sammansättning, låg askinnehåll och högt kalorivärde.

1. trächips och sågspån

Källa: Huvudsakligen från avfall från träbearbetningsanläggningar (som sågspån, träspån), skogsbruksloggningsrester (såsom grenar, bark) och speciellt planterade energiskogar.

Fördelar: Högt kalorivärde: Woody Biomass har ett högt kolinnehåll och har i allmänhet ett bra kalorivärde.

Låg aska: Jämfört med annan biomassa har trä ett lägre askinnehåll, vilket hjälper till att minska risken för slagg i förgasaren och förenklar askhanteringen.

Stabil struktur: Korrekt behandlade träflis och sågspån har en relativt stabil fysisk form och är enkla att transportera och lagra.

Överväganden: Fuktinnehåll: Fuktinnehållet i trä är en nyckelfaktor. För högt fuktinnehåll kommer att minska förgasningseffektiviteten och det kalorifunktionen för syngas. Helst bör fuktinnehållet kontrolleras till cirka 10%-20%och förorkning kan krävas.

Partikelstorlekens enhetlighet: enhetlig partikelstorlek hjälper till att jämnt distribuera och reagera materialen i förgasaren. Partiklar som är för stora eller för små kan orsaka problem.

Föroreningar: Undvik att blanda oorganiska föroreningar som sand, stenar eller metaller, vilket kommer att öka askinnehållet och kan skada utrustningen.

Användbarhet: 30 ton förgasare är mycket lämpliga för bearbetning av träflis och träflis, särskilt i områden med utvecklade träindustrier.

2. Energi grödor - Woody
Källa: Snabbväxande trädarter som pil och popplar planterade specifikt för energiändamål.

Fördelar: Hållbar leverans: Energigrödor är en förnybar och kontrollerbar källa till biomassa som kan säkerställa en långsiktig och stabil bränsletillförsel.

God enhetlighet: Jämfört med blandat avfall är sammansättningen av energicrödor mer enhetlig, vilket bidrar till den stabila kontrollen av förgasningsprocessen.

Överväganden: Planteringskostnader: Att involvera planteringskostnader som mark, vattenresurser och arbetskraft.

Transportavstånd: Den geografiska platsen för energikogen kommer att påverka transportkostnaden.

Användbarhet: Energilogar är idealiska för storskaliga förgasningsprojekt som vill etablera en långsiktig och stabil biomassaförsörjningskedja.

2. Jordbruksrester
Jordbruksavfall är en enorm biomassresurs, och dess utnyttjande hjälper till att lösa miljöföroreningsproblem och skapa ekonomiskt värde.

1. Risskal och vete halm
Källa: Återstoden efter ris och vete skörd.

Fördelar: Stor produktion: Enorm global produktion, det är en billig och lättillgänglig biomassa.

Kolneutralitet: Som jordbruksavfall hjälper dess användning att uppnå kolneutralitet.

Överväganden: Lågtäthet: Volymtätheten för risskal och vete halm är mycket låg, vilket innebär att lagrings- och transportkostnaderna är höga och förbehandling (såsom balning eller briketter) kan krävas för att öka densiteten.

Hög askinnehåll: Risskal, i synnerhet, kan ha ett askinnehåll på 15-20% eller ännu högre, och har ett högt kiselinnehåll, som är benägna att slå i förgasaren, vilket ställer högre krav på design och drift av förgasaren.

Alkalimetallinnehåll: Skörda halm såsom vete halm innehåller höga alkalimetaller (såsom kalium och natrium), vilket lätt kan leda till en lägre asksmältpunkt och slagging.

Tillämpbarhet: Trots utmaningarna, 30 ton förgasare Kan effektivt använda dessa grödavfall genom att förbättra förgasningsdesignen (såsom fluidiserade bäddförgasare har bättre anpassningsförmåga till ask och slagg) och förbehandlingsåtgärder.

2. Bagasse
Källa: En biprodukt från sockerindustrin, det är den fibrösa återstoden efter att sockerröret pressas för att extrahera juice.

Fördelar: Centraliserat försörjning: Sockerbruk producerar vanligtvis en stor mängd bagasse på ett centraliserat sätt, vilket är lätt att samla in.

Måttligt kalorivärde: Det har ett visst kalorivärde och kan användas som ett bra bränsle.

Överväganden: Fuktinnehåll: Nypressad bagasse har ett högt fuktinnehåll och måste torkas.

Transport: Även om det är relativt kompakt kan det fortfarande behöva komprimeras för att minska transportkostnaderna.

Tillämpbarhet: Bagasse är ett idealiskt lokalt lokaliserat bränsle för 30 ton förgasare runt sockerbruk.

3. Majssteg och majskolvar

Källa: majsstjälkar och öron efter skörden.

Fördelar: Högt utbyte: Enorm utbyte i stora majsproducerande områden.

Överväganden: Insamlingskostnad: Majstjälkar är svåra att samla in och kräver speciella maskiner och driftsprocesser.

Ask- och alkalimetaller: I likhet med andra sugrör finns det också problem med högt ask- och alkalimetallinnehåll.

Användbarhet: I områden med stor majsproduktion kan den användas i 30 ton förgasare efter korrekt förbehandling.

4. Nötskal

Källa: såsom valnötskal, mandelskal, jordnötsskal, etc.

Fördelar: Högre densitet: Jämfört med andra jordbruksavfall är mutterskal vanligtvis tätare, vilket är bekvämt för lagring och transport.

Bra kalorivärde: Det har ett högt kalorivärde.

Låg askinnehåll: De flesta mutterskal har ett relativt låg askinnehåll.

Överväganden: Tillförsel: Tillförseln beror på omfattningen av mutterbehandlingsindustrin och kanske inte är lika vanligt som trä eller halm.

Användbarhet: Det är lämpligt för 30-ton förgasare nära mutterbearbetningsanläggningar som ett biomassabränsle av hög kvalitet.

3. Biomasskomponenter i kommunalt fast avfall (MSW)
De organiska komponenterna i klassificerat och förbehandlat kommunalt fast avfall kan också användas som bränsle för förgasare.

Källa: Organiskt avfall som köksavfall, trädgårdsavfall, papper, textilier etc.

Fördelar: Avfallsbehandling: Det löser problemet med behandling av urbana avfall och realiserar resursanvändning.

Energiåtervinning: Återvinn energin i skräp.

Överväganden: Komplex förbehandling: MSW: s sammansättning är komplex och ojämn, och strikt förbehandling såsom sortering, krossning och torkning krävs för att ta bort okomprimeringar och kontrollera fukt och partikelstorlek. Detta kommer att öka kostnaderna och tekniska svårigheter avsevärt.

Föroreningar: Det kan innehålla föroreningar som tungmetaller och klor, och skadliga gaser kan produceras under förgasningsprocessen, vilket kräver ett strikt rökgasreningssystem.

Instabilt kalorivärde: Det kalorifunktionen mellan partier av MSW kan variera mycket.

Användbarhet: För en 30-ton förgasare kräver MSW som bränsle mycket mogen förbehandlingsteknologi och strikta miljöutsläppskontrollåtgärder.

5. Industriavfall
Organiskt avfall som genereras i vissa industriella produktionsprocesser kan också användas för förgasning.

Källa: Bark och svart sprit från pappersbruk, rester från livsmedelsbearbetningsanläggningar, Lees, läkemedelsrester etc.

Fördelar: Centraliserat utbud: Vanligtvis koncentrerat i industrikarker, vilket är bekvämt för insamling och transport.

Avfallsanvändning: Det löser problemet med behandling av industriellt avfall och överensstämmer med begreppet cirkulär ekonomi.

Överväganden: Komplex sammansättning: Sammansättningen för olika industriavfall varierar mycket och kan innehålla specifika föroreningar eller hög aska.

Förbehandling: Riktad förbehandling kan krävas för att uppfylla förgasarens krav.

Användbarhet: Det måste utvärderas baserat på egenskaperna hos det specifika avfallet och förgasarens utformning.

6. Allmänna krav och nyckelparametrar för biomassabränslen
Oavsett vilken typ av biomassa som används är följande nyckelparametrar och krav kritiska för en 30-ton förgasare:

1. Fuktinnehåll
Effekt: Fuktinnehåll är en av de viktigaste faktorerna som påverkar förgasningseffektivitet och syngaskvalitet. Överdriven fuktinnehåll kommer att minska förgasningstemperaturen, öka förgasningsmedlets konsumtion och minska syngasens kaloribesvärde (eftersom en del av värmen används för att avdunsta fukt).

Idealiskt intervall: Det rekommenderas vanligtvis att vara mellan 10%-20%(torr bas), och det maximala bör inte överstiga 30%-35%. För stora förgasare är torkutrustning vanligtvis utrustad för att förbehandla biomassa med hög fukt.

2. Partikelstorlek

Påverkan: Partikelstorlek påverkar direkt fluiditeten, värme- och massöverföringseffektiviteten och förgasningsreaktionshastigheten för biomassa i förgasaren.

Krav: I allmänhet krävs partikelstorleken för att vara enhetlig och inom ett specifikt intervall. För förgasare med fast bädd krävs vanligtvis större, relativt enhetliga partiklar (såsom träflis); För förgasare av fluidiserade bäddar krävs mindre, mer enhetliga partiklar (såsom sågspån och risskal). För stora partiklar kan leda till ofullständig förgasning eller blockering, medan för små partiklar (fint pulver) lätt föras bort av luftflödet, vilket ökar mängden flygaska.

3. Askinnehåll

Impact: Ash är ett icke-brännbart mineral som upptar utrymmet för förgasaren, minskar den effektiva reaktionsvolymen och släpps så småningom som slagg. Hög askinnehåll ökar mängden slagg som ska hanteras och kan orsaka slaggproblem.

Idealiskt intervall: i allmänhet, desto lägre desto bättre, idealiskt mindre än 5%. Risskal och halm har högre askinnehåll, vilket kräver specialdesignade förgasare för att hantera.

4. Asksmältning/mjukningspunkt
Påverkan: Ask smälter vid hög temperatur och bildar klinker, som kommer att blockera förgasaren eller täcka reaktionsytan, allvarligt påverkar förgasarens stabila drift.

Krav: Biomassa med en högre asksmältpunkt bör väljas, eller slags bör undvikas genom att tillsätta flöde, kontrollera förgasningstemperaturen etc.

5. Värmevärde
Påverkan: Biomassans kaloribesvärde bestämmer direkt dess energiproduktion. Biomassa med högt kalorivärde kan ge mer energi.

Krav: Biomassa med högt kalorivärde bör väljas så mycket som möjligt.

6. Klor- och svavelinnehåll
Påverkan: Dessa element kommer att bilda frätande gaser (såsom HCL och H2S) under förgasningsprocessen, vilket orsakar korrosion till förgasningsutrustning och ökar svårigheten och kostnaden för syngasrening.

Krav: Biomassa med lågt klor och svavel bör väljas så mycket som möjligt. Vissa jordbruksavfall (som en del halm) kan innehålla högt klor.

7. Bulkdensitet

Påverkan: Densitet påverkar biomassa för lagring, transport och utfodring. Biomassa med låg densitet kräver mer lagringsutrymme och högre transportkostnader.

KRAV: Densiteten för biomassa kan ökas genom förbehandlingsmetoder som briketting och pelletisering.

7. Valstrategi och framtida utsikter
För ett 30 ton/dag Biomass Gasification Project är val av rätt typ av biomassa en multifaktoravvägningsprocess som måste beaktas:

Lokal resurstillgänglighet: Prioritera rikliga och hållbara biomassaresurser nära projektplatsen för att minska transportkostnaderna.

Biomassegenskaper: Baserat på ovanstående parametrar väljer du biomassa som är lämplig för specifik förgasningsteknik (såsom fast säng, fluidiserad säng etc.).

Krav på förbehandling och kostnader: Utvärdera förbehandlingen (torkning, krossning, komprimering etc.) och kostnader som krävs för olika biomassa.

Syntesgasapplikation: Enligt kraven för kvaliteten på syntesgas för den slutliga användningen av syntesgas (kraftproduktion, värmeförsörjning, bränslesyntes, etc.), väljer du vändas om typen av biomassa.

Miljöregler: Se till att utsläppen av den valda biomassan och dess förgasningsprodukter uppfyller lokala miljöregler.

Med tanke på framtiden, när förgasningstekniken fortsätter att mogna och biomassaförbehandlingstekniken utvecklas, kommer fler och fler biomassa -typer att användas mer effektivt. Exempelvis möjliggör biomassa-co-gasificeringsteknologi samtidig användning av flera biomassor, balansering av fördelar och nackdelar med olika biomassor genom att optimera blandningsförhållandet, vilket förbättrar förgasningseffektiviteten och ekonomiska fördelar. Samtidigt, för biomassa med hög aska och högt alkalimetallinnehåll, utvecklar forskare också ugnstyper och askbehandlingstekniker som är mer resistenta mot slagging.